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沿海地區地下水中含有大量的氯離子、硫酸根離子等，這些離子對混凝土的耐久性構成嚴重的威脅。本文從地下環境因素、技術因素、管理因素等多方面分析了沿海地區影響混凝土耐久性的因素，并針對這些問題提出應對措施。

沿海地區經濟發展速度相對較快，對地鐵的需求與日俱增。地鐵工程一般多穿越中心城區，投資巨大、施工工藝復雜，且維修困難。地下混凝土工程由于各種原因，往往運行時間不長就會出現各種病害問題。例如，上世紀70 年代建成的香港地鐵運行僅僅 20 年時間，部分區間隧道便出現了混凝土內排鋼筋嚴重銹蝕的問題。北京地鐵運營幾年后就出現隧道內部水管腐蝕穿孔。因此近年來人們對地鐵工程混凝土結構的耐久性研究極為關注。

1、混凝土耐久性主要影響因素

1.1  地鐵環境因素

沿海地區地下環境復雜，地下水中含有大量的氯離子、硫酸根離子等，這些離子嚴重影響混凝土的耐久性，同時由于地下水的滲漏和有害氣體的侵蝕，混凝土本身裂縫的產生和發展，造成隧道襯砌混凝土和結構混凝土腐蝕、開裂等多種病害，致使地鐵隧道的使用功能衰退，嚴重的甚至會影響安全運營。

（1）氯離子侵蝕

沿海地區地下水中氯離子含量較高，氯離子會使混凝土中的鋼筋失去鈍化膜，使鋼筋產生腐蝕，其銹蝕產物的體積將比原來的體積大2.5 倍以上，會使混凝土開裂、剝落，最終將導致建筑結構破壞、失效。氯離子引起鋼筋的腐蝕屬于電化學反應，氯離子在反應過程中起化學催化劑的作用，促使鋼筋銹蝕的發生，但氯離子本身并不消耗，這也是氯離子腐蝕的特點。

（2）硫酸鹽侵蝕

硫酸鹽侵蝕分為物理侵蝕和化學侵蝕。物理侵蝕主要是結晶腐蝕，化學腐蝕主要是硫酸根離子參與化學反應。混凝土受硫酸鹽腐蝕的特征是表面發白，棱角處出現裂紋甚至有剝落現象，最終，混凝土呈現出一種易碎、松散的結構。

（3）雜散電流

雜散電流對混凝土結構的破壞是地鐵工程所特有的一種形式。雜散電流主要對鋼筋混凝土結構中的鋼筋產生電化學腐蝕。特別是當這些構件已經發生腐蝕的情況下，那么雜散電流會加速腐蝕進行，嚴重影響鋼筋混凝土結構的耐久性。

1.2  設計上的不足

目前地鐵混凝土材料沒有專門的關于混凝土耐久性方面的規范，耐久性設計的主要依據是GB 50010—2010《混凝土結構設計規范》、GB/T 50476—2008《混凝土結構耐久性設計規范》、GB 50157—2013《地鐵設計規范》等，規范中對影響混凝土的主要因素都做了相應的規定，但是，由于國家標準規范為了能夠滿足大部分地區或工程的需要，所以規范規定的范圍都比較寬泛，針對某一具體地區或工程而言，具體參數的科學選取要結合當地和工程本身的實際情況具體分析。而一些設計人員由于專業或經驗的限制，很難準確選取。另外，某一具體地區或工程由于有其特殊性，個別重要參數可能不包含在標準規范之中。

1.3  原材料問題

混凝土的原材料主要有水泥、水、砂、石、外加劑，為了提高耐久性，往往還要添加粉煤灰和礦渣粉等礦物摻合料。性能容易產生較大波動的原材料主要有河砂和粉煤灰等。由于環保要求，很多河道都限制甚至禁止采砂，這就造成河砂的料源很不穩定，每批河砂性能波動大。粉煤灰是熱電廠燃煤燃燒的副產品，其品質受燃煤的質量影響明顯，容易產生波動。粉煤灰隨著近些年來基建行業的飛速發展，需求量也是迅速增加，一些不良商家經常以次充好，更有甚者用石粉冒充粉煤灰。給工程質量帶來隱患。

1.4  配合比設計問題

常規的混凝土設計以強度為配合比設計目標，不考慮混凝土耐久性問題。而高性能混凝土以耐久性為設計目標，一般的施工單位和混凝土拌合站不具備相應的人員和專業的設備，只能套用從前的配合比，這樣設計出的混凝土很難滿足耐久性要求。

1.5  現場施工問題

混凝土的現場施工工藝主要涉及模板處理、澆筑、振搗、養護等。各個工藝應根據新拌混凝土不同的工作性能進行調整，但是，現場的混凝土工人多是勞務分包隊伍，以農民工為主，未受過專業訓練，且人員流動性大，操作人員很難對工作負責。

2、主要應對措施

針對以上問題，應該從設計、施工、管理等方面共同入手，才能有效杜絕問題發生，提高混凝土工程耐久性。

2.1  設計方面

如前所述，沿海地區地下環境造成鋼筋腐蝕的因素較多，設計單位應轉變傳統的設計理念，不以混凝土強度作為唯一設計指標，應充分考慮混凝土耐久性問題。與混凝土耐久性相關的指標如混凝土的氯離子滲透系數、體積穩定性、含氣量等指標的確定要結合現有的混凝土耐久性規范，同時要根據當地具體的環境特征，確定環境作用等級，還應考慮施工工藝的不同，不同的施工工藝對混凝土的工作性要求也不相同。目前很多科研院校都做了大量關于混凝土耐久性方面的科研工作，特別是沿海地區，建議設計單位多與相關科研院校相結合，把現有的科研成果運用到實際工程中。

2.2  施工方面

原材料性能穩定是影響混凝土性能的重要因素。因此，施工單位在保證原材料合格的基礎上，同時要控制材料性能的穩定性，不能產生過大波動。其控制措施主要有：

（1）加強料源控制，選擇正規的、規模較大的供應廠家，禁止隨意更改供應廠家。對于水泥、粉煤灰等膠凝材料和外加劑更換廠家后宜重新進行配合比設計。

（2）對于波動較大的河砂和粉煤灰需增加到場抽檢頻率。河砂應重點檢驗顆粒級配、細度模數、含泥量等指標。粉煤灰應重點檢驗細度、燒失量、需水量比等指標。

（3）使用商品混凝土的單位要與商混站簽訂供應合同，合同中除要求混凝土的強度外，也要明確所用原材料的指標要求。

（4）沿海地區的工程要特別注意海砂的使用，堅決杜絕偷用、濫用海砂行為。

混凝土配合比設計須由具有專業資質的單位進行。配合比設計中要考慮混凝土的環境等級、使用部位、施工工藝、所用原材料的性能等，影響因素復雜。施工中的混凝土配合比不是一成不變的，要根據原材料的性能波動做適當調整，比如適當的增減砂率、及時根據砂石含水率的變化折減單方混凝土用水量等。

2.3  管理方面

建設單位在加強管理的同時，應引進第三方檢測機構，作為施工過程中的質量控制，同時積極尋求和科研院所合作，將科研院所作為咨詢單位引入到工程建設中，充分利用科研院所技術力量，解決工程中遇到的技術難題，同時又可以將新材料、新技術應用到工程中。

沿海地區地鐵工程環境惡劣，影響因素眾多，需要建設單位、監理單位、施工單位等多方共同配合，同時建設單位應積極引入混凝土耐久性方面資深的技術咨詢單位，為工程順利開展保駕護航。

內容來源：砼享智慧

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